1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07455110
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 仁彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (20159073)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉本 堅一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10011074)
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| Keywords | 非ホロノミック / マニピュレータ / 非線形制御 / チェインドフォーム / 無段変速機 / 運動計画 |
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| Research Abstract |
2つのアクチュエータのみを用いて任意関節数のマニピュレータを可制御にするための機構の理論設計を行った。アクチュエータの角速度は特殊な非線形無段変速機である非ホロノミック・ギアを介して各関節に伝達する。
複雑な非線形システムとなる非ホロノミック・マニピュレータの運動学モデルの制御のため、比較的扱いやすい正準系であるチェインドフォームへの変換を行い、非ホロノミック・マニピュレータの制御則を確立した。ある初期状態から目標状態まで制御するために時間多項式入力、三角関数入力などの運動計画法、指数関数的収束性を持つフィードバック制御、チェインドフォームの疑似線形化によるフィードバック制御則などを確立し、シミュレーションでその有効性を確認した。
上記の理論的背景を元にその機構を実現するために機械的動力伝達の限界を考慮した上で機械設計、必要な力学的解析を行い、プロトタイプを試作した。プロトタイプは関節数を自由に変えられるようにモジューラ構造になっている。確立した制御則を適用してプロトタイプを用いて基礎実験を行い、非ホロノミック・マニピュレータが位置制御可能であることを実証した。
現在、障害物回避問題などを考慮したより実用的な運動計画法、与えられた実現可能な軌道に対するトラッキング制御則の開発などに重点をおいて研究を進めている。
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[Publications] W.Chung,Y.Nakamura and O.Sordalen20GB01:Prototyping a nonholonomic manipulator: Proceeding of 1995 IEEE International Conference on Robotics and Automation. 2029-2036 (1995)
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[Publications] W.Chung,Y.Nakamura and O.Sordalen20GB02:Experimental Research of A Nonholonomic Manipulator: Prepriuts of the Farth International Symposium a Experimental Robotics. 284-289 (1995)
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[Publications] 中村 鄭 O.Sordalen: "非ホロノミック・マニピュレータの理論的設計と非線形制御" 日本ロボット学会誌. 13. 674-682 (1995)
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[Publications] 鄭、中村: "非ホロノミック・マニピュレータの運動計画" 第13回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 705-706 (1995)
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[Publications] 中村 鄭,O.Sordalen: "非ホロノミック・マニピレータの実験的研究" 日本ロボット学会誌. 13(予定). (1995)
